O que é a biodiversidade?
População Recursos e Ambiente
A biodiversidade
“Biodiversidade” ou “Diversidade Biológica” é o conjunto das
diferentes formas de vida na Terra (plantas, animais e
micro-organismos) e dos padrões naturais que constituem.
É o resultado de 3,5 mil milhões de anos de evolução,
modelado por processos naturais e, de forma cada vez mais
intensa, pela actividade humana, nos últimos 10 mil anos
(agricultura) e sobretudo nos últimos 300 anos (revolução
industrial e expansão urbana).
2
A biodiversidade
Biodiversidade é a variabilidade entre os
organismos vivos de todas as fontes, inter alia,
meio terrestre, meio marinho, e outros
ecossistemas aquáticos e os complexos
ecológicos de que esses organismos fazem
parte; isto inclui a diversidade dentro de cada
espécie, entre espécies e entre ecossistemas
(Nações Unidas 1992: Artigo 2).
Serviços dos ecossistemas
Biodiversidade
Biodiversidade
Regulação
Benefícios obtidos da
regulação dos
processos de
ecossistema
• regulação do clima • regulação de doenças • regulação de cheias • destoxificaçãoProdução
Bens produzidos ou
aprovisionados pelos
ecossistemas
• alimento • água doce • lenha • fibra • bioquímicos • recursos genéticosCulturais
Benefícios não
materiais obtidos dos
ecossistemas
• espiritual • recreativo • estético • inspiração • educativo • simbólicoSuporte
Serviços necessários para a produção de todos os outros serviços
• Formação do solo• Ciclos dos nutrientes • Produtividade primária
Ecossistemas e bem-estar humano
Os diferentes níveis da biodiversidade
Ecossistemas
Espécies
Populações
4
Espécie é um conceito fundamental da Biologia
que designa a unidade básica do sistema
taxonómico utilizado na classificação científica
dos seres vivos.
Espécie é um agrupamento de indivíduos (os
espécimes)
com
profundas
semelhanças
estruturais e funcionais recíprocas, resultantes
da partilha de um cariótipo idêntico (conjunto
de cromossomas dentro de um núcleo de uma
célula somática), expresso numa estrutura
cromossómica das células diplóides similar,
que lhes confere acentuada uniformidade
bioquímica e a capacidade de reprodução
entre si, originando descendentes férteis e com
o mesmo quadro geral de caracteres, num
processo que, quando envolva um organismo
sexuado, deve permitir descendentes férteis de
ambos os sexos
A biodiversidade por grupos taxonómicos
6
Raças autóctones de ruminantes com alguma vocação silvopastoril em 1998
Espécies Raças N.º de criadores inscritos nos livrosN.º de animais genealógicos Produtos principais Denominações de origem ou indicações geográficas de proveniência
Cachena 250 500 Carne Carne Cachena daPeneda Barrosã1 2300 7300 Carne Carne de BovinoBarrosão Maronesa2 2800 7400 Carne Carne de Maronês Arouquesa 4600 6000 Carne Carne de Arouquesa Brava 100 9000 Machos de lide
Preta 40 2800 Carne
Alentejana 110 7000 Carne Carne de bovino daraça alentejana ou Carnalentejana
Bovinos
Mertolenga 210 6000 Carne Carne de Bovino deRaça Mertolenga ou Carne de Mertolenga Churra Galega Bragançana 73 8585 Carne CordeiroBrangançano Churra Badana 28 2669 Carne
Churra da Terra Quente 450 80000 Carne e leite Borrego Terrincho eQueijo Terrincho Mondegueira 56 3750 Leite Borrego da Beira Serra da Estrela 183 6000 Leite Queijo da Serra daEstrela Merina da Beira Baixa 9 2251 Carne, leite elã Borrego da Beira Merina Preta 18 6900 Carne, leite elã Merina Branca 88 22000 Carne, leite elã
Borrego de Montemor-o-Novo, Borrego do Nordeste Alentejano Campaniça 10 3014 Carne, leite elã
Ovinos
Churra Algarvia 43 5270 Carne
Bravia n.d. n.d. Carne Cabrito das TerrasAltas do Minho e Cabrito do Barroso
Serrana 300 21013 Leite e carne
Cabrito das Terras Altas do Minho, Cabrito do Barroso, Cabrito Serrano Transmontano, Queijo de Cabra Serrano Transmontano, Cabrito da Gralheira Charnequeira 88 5200 Carne e leite Cabrito da Beira Serpentina 33 4000 Carne e leite Queijo Serpa
Caprinos
Algarvia 113 3997 Leite
1 Refere-se aqui a raça barrosã embora a tendência tenha vindo a ser a da sua alimentação se fazer cada vez mais com base nos lameiros e menos na utilização das pastagens dos baldios (Vieira et al., 2000).
2 Tal como no caso da raça barrosã, a alimentação da raça maronesa também depende muito do pastoreio nos lameiros, na Primavera e no Verão.
8
S u p e re o n É o n
Era Período Série/
Época Principais eventos
Início, milhões de anos atrás F a n e ro zo ico Cenozoico (Terciário e Quaternário) Neogeno Holoceno
(Quaternário) Fim da era do Gelo e a expansão da civilização humana.
0.011430 ± 0.00013 Pleistoceno
(Quaternário) Evolução dos humanos. Início da era do Gelo
1.806 ± 0.005 Plioceno (Terciário) Clima frio e seco. Australopitecíneos, extinção dos grandes
mamíferos. Aparece o Homo habilis.
5.332 ± 0.005 Mioceno (Terciário) Primeiros rinocerontes, gatos, camelos, cavalos, grandes símios e ursos 23.03 ± 0.05
Paleogeno
Oligoceno
(Terciário) Primeiros Aegyptopithecus 33.9 ± 0.1 Eoceno (Terciário) Primeiros cães, elefantes, baleias, morcegos. Gelo na Antártida. 55.8 ± 0.2
Paleoceno
(Terciário) Clima tropical, primeiros grandes mamíferos 65.5 ± 0.3
Mesozoico (Secundário)
Cretáceo Superior Primeiras plantas com flores, primeiros mamíferos placentários e a extinção dos dinossauros. 65.6 ± 0.9
Inferior 145.5 ± 4.0
Jurássico
Superior
Dinossauros dominam, primeiros mamíferos e aves. Divisão da Pangeia em Gondwana e Laurásia.
161.2 ± 4.0
Médio 175.6 ± 2.0
Inferior 199.6 ± 0.6
Triássico
Superior
Primeiros dinossauros e pterossauros.
228.0 ± 2.0 Médio 245.0 ± 1.5 Inferior 251.0 ± 0.4 S u p e re o n É o n
Era Período Série/
Época Principais eventos
Início, milhões de anos atrás F a n e ro zo ico Cenozoico (Terciário e Quaternário) Permiano Lopingiano
Primeiros répteis gigantes e extinção dos trilobitas.
260.4 ± 0.7
Guadalupiano 270.6 ± 0.7
Cisuraliano 299.0 ± 0.8
Carbonífero
Gzheliano
Primeiros insetos, primeiros répteis e florestas de carvão.
306.5 ± 1.0
Kasimoviano 311.7 ± 1.1
Moscoviano /
Bashkiriano 318.1 ± 1.3
Serpukhoviano
Primeiras plantas com sementes e anfíbios.
326.4 ± 1.6
Viseana 345.3 ± 2.1
Tournaisiano 359.2 ± 2.5
Devoniano
Superior
Primeiros peixes modernos.
385.3 ± 2.6
Médio 397.5 ± 2.7
Inferior 416.0 ± 2.8
Siluriano
Pridoli
Primeiras plantas terrestres.
418.7 ± 2.7 Ludlow 422.9 ± 2.5 Wenlock 428.2 ± 2.3 Llandovery 443.7 ± 1.5 Ordoviciano Superior Primeiros peixes. 460.9 ± 1.6 Médio 471.8 ± 1.6 Inferior 488.3 ± 1.7 Cambriano Superior
Primeiros anelídeos, artrópodes, moluscos trilobitas. Gondwana emerge.
501.0 ± 2.0
Médio 513.0 ± 2.0
10
S u p e re o n É o nEra Período Principais eventos
Início, milhões de anos atrás P ré -Cam b ri a n o ( P ri m iti vo ) P ro te ro zo ico Neo-proterozoico
Ediacarano Primeiros corais. 630 +5/-30
Criogeniano Formação do supercontinente Rodínia. 850
Toniano Terra bola de neve. 1000
Meso-proterozoico
Steniano Primeiros animais. 1200
Ectasiano Primeiras algas vermelhas. 1400
Calymmiano Primeiros Eukariotas. 1600
Paleo-proterozoico
Statheriano Expansão dos depósitos supercontinentais. 1800
Orosiriano Atmosfera sem oxigénio. 2050
Rhyaciano Glaciação Huroniana. 2300
Sideriano Fotossíntese oxigenada. 2500
A rq u e a n
o Neoarqueano Primeira glaciação 2800
Mesoarqueano Primeiras Cianobactérias 3200
Paleoarqueano Primeiro supercontinente Vaalbara 3600
Eoarqueano Primeiros Procariontes 3800
Had
e
a
n
o Ímbrico Fim do bombardeio de meteoritos 3850
Nectárico Grande impacto da Lua 3920
Grupos Basin Formação de ADN 4150
Críptico. Formação da Terra e da Lua c.4570
Milhões de anos atrás
M
ilhar
es
de
G
éner
o
s
Biodiversidade durante o Fanerozóico
Todos os géneros
Géneros bem sucedidos
Tendência de longo prazo
Extinções maciças
Outras extinções
História da Biodiversidade
na Terra
Espécies estudadas: Insectos: 950 000 Plantas: 270 000 Aracnídeos: 75 000 Fungos: 72 000 Moluscos: 80 000 Vertebrados: 56 000 Algas: 40 000 Protozoários: 30 000 Crustáceos: 75 000 Outros invertebrados: 120 000 Espécies não estudadas: Insectos: 8 950 000 Plantas: 380 000 Aracnídeos: 740 000 Cogumelos: 470 000 Fungos: 250 000 Vertebrados: 61 000 Algas: 400 000 Protozoários: 210 000 Crustáceos: 180 000 Outros invertebrados: 400 000 9 000 000 Espécies estudadas Espécies não estudadas4 500 000 Número de espécies
Número de espécies estudadas e não estudadas
Insectos Plantas Aracnídeos Fungos Moluscos Vertebrados Algas Protozoários Crustáceos Outros invertebrados Gr u p o d e e s p é c ie s
12
P o p u la tio n S izeLow Temperature High
Zone of intolerance
Zone of physiological stress
Optimum range Zone of
physiological stress Zone of intolerance No organisms Few organisms Lower limit of tolerance Abundance of organisms Few organisms No organisms Upper limit of tolerance
Evolução
Seleção disruptiva
Seleção estabilizadora
Seleção direcional
Antes
Depois
Black skimmer seizes small fish at water surface Flamingo feeds on minute organisms in mudScaup and other diving ducks feed on mollusks, crustaceans, and aquatic vegetation
Brown pelican dives for fish, which it locates from the air
Avocet sweeps bill through mud and surface water in search of small crustaceans, insects, and seeds
Louisiana heron wades into water to seize small fish
Oystercatcher feeds on clams, mussels, and other shellfish into which it pries its narrow beak
Dowitcher probes deeply into mud in search of snails, marine worms, and small crustaceans
Knot (a sandpiper) picks up worms and small crustaceans left by receding tide
Herring gull is a tireless scavenger
Ruddy turnstone searches under shells and pebbles for small invertebrates
Piping plover feeds on insects and tiny crustaceans on sandy beaches
14
Factores que afectam a distribuição da
biodiversidade
Factores
Temperatura
Pluviosidade
Área
Biodiversidade
regional
Riqueza de outros
taxa
Latitude
Altitude
P o p u la tio n S ize
Low Temperature High
Zone of intolerance
Zone of physiological stress
Optimum range Zone of
physiological stress Zone of intolerance No organisms Few organisms Lower limit of tolerance Abundance of organisms Few organisms No organisms Upper limit of tolerance Cell 3 South Cold, dry air falls
Moist air rises — rain Cell 2 South Cool, dry air falls Cell 1 South Moist air rises, cools, and releases moisture as rain Cell 1 North Cool, dry air falls Cell 2 North Moist air rises — rain Cell 3 North Cold, dry air falls Polar cap Arctic tundra 60° 30° 0° 30° 60° Polar cap Evergreen coniferous forest Temperate deciduous
forest and grassland Desert Tropical deciduous forest Equator Tropical rain forest Tropical deciduous forest
Desert Temperate deciduous
16
Dry woodlands andshrublands (chaparral) Temperate grassland Temperate deciduous forest
Boreal forest (taiga), evergreen coniferous forest (e.g., montane coniferous forest) Arctic tundra (polar grasslands)
Tropical savanna, thorn forest Tropical scrub forest Tropical deciduous forest Tropical rain forest, tropical evergreen forest Desert Ice Mountains (complex zonation) Semidesert, arid grassland Tropic of Capricorn Equator Tropic of Cancer
Mountain Ice and snow
Altitude Tundra (herbs, lichens, mosses) Coniferous Forest Tropical Forest Deciduous Forest Tropical Forest Deciduous Forest Coniferous Forest Tundra (herbs, lichens, mosses) Polar ice and snow Latitude
Wind
Movement of
surface water
Diving birds
Nutrients
Upwelling
Fish
Zooplankton
Phytoplankton
18
Producer to primary consumer Primary to secondary consumer Secondary to higher-level consumerAll producers and consumers to decomposers Fungi Bacteria Golden eagle Prairie dog Blue stem grass Blue stem grass Coyote Coyote Grasshopper Grasshopper Grasshopper sparrow Grasshopper sparrow Pronghorn antelope Pronghorn antelope Prairie coneflower Prairie coneflower
A distribuição da biodiversidade
Riqueza específica por país corrigida pela área
(plantas vasculares e vertebrados terrestres)
20
22
24
Crop Crossbreeding Desired trait (color) Apple Pear Offspring Crossbreeding Best results New offspring Desired result Phase 1 Make Modified GeneIdentify and extract gene with desired trait
Identify and remove portion of DNA with desired trait
Remove plasmid from DNA of E. coli
Insert extracted DNA (step 2) into plasmid (step3)
Insert modified plasmid into E. coli
Grow in tissue culture to make copies cell gene DNA plasmid E. coli DNA Genetically modified plasmid plasmid
Phase 2 Make Transgenic Cell
Transfer plasmid copies to a carrier
agrobacterium
Agrobacterium inserts foreign DNA into plant cell to yield transgenic cell Transfer plasmid to surface microscopic metal particle
Use gene gun to inject DNA into plant cell
A. tumefaciens (agrobacterium) Plant cell Nucleus Host DNA Foreign DNA Phase 3
Grow Genetically Engineered Plant
Transgenic cell from Phase 2 Cell division of transgenic cells Culture cells to form plantlets Transgenic plants with new traits Transfer to soil
